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20世纪包装十大发明(3)

7. 导电高分子（Conducting Polymers）

1977年，K Shiakawa和Mac Diarmid首次发现用Asf5对聚乙炔掺杂获得优良的导电性高分子材料，开辟了导实验表明电性聚合物的新时代。

众所周知，塑料的高绝缘性是其优点之一，但对于高新静电敏感产品、电磁敏感产品的包装却是大敌。为此开发的导电聚合物有两类即复合型和结构型，前者当然不如后者“天生”的方便和优越（如透明）。

科学家们对导电的电活性高分子（Electro-active Polymers）进行了广泛的科学研究，并在20年中开发了多种导电高分子新型（可用于包装的）材料。

自1977年首先开发聚乙炔（PAc）之后，各种导电聚合物相继问世。1980年，az等人成功地开发了聚苯胺（PAn）薄膜。它具有良好的导电性和稳定性，其电导率可高达10s/cm，并且耐热性能良好，PAn可耐热360℃，此外还具有电致变色性、光电转换特性，非线性光学特性，电磁吸波特性以及可催化性，因而用途广泛。在包装方面可用于防静电包装，电磁屏蔽包装，智能观察就算出现问题厂家也能够时间上门帮助解决窗，隐身包装，选择性透气薄膜等方面。

聚噻吩（PTP）的研究始紫砂于80年代初期，最早开发的聚（甲基）噻吩导电性能差、实用性差，1989年起，科学家们系统地进行了研究并开发出多种产品，主要有：聚（乙基）噻吩（PEOT）、聚（α-三联）噻吩（α-PTP）、聚（丁基）噻吩（PBTh）、聚（3-烷基）噻吩（P3AT）等。聚噻吩的电导率较高一般为s/cm，经过掺杂后电导充可提高3—8个数量，高达～10s/cm。其应用同PAn。

80年代开始研究聚吡咯（PPy）。1985年，日本的Takea Ojio和Seizo Miyata首先开发了PPy复合膜，从而使聚吡咯拓宽了应用，如今聚吡咯亦有多种，如聚（3-烷基）吡喀（PAP）、聚（3-烷基噻吩）吡咯（PATP）等等。

此外，结构型（共轭）导电高分子还发明了聚对苯撑（PPP）、聚苯乙炔（PPV）、聚双乙炔（PDA）、聚并苯（PAS）、聚噻吩乙炔（PTV）、聚丁炔（PPB）等等。

上述结构型导电聚合物PPy、PTP、PAN、PPP、PPB等因有多种用途，引起工业各界的关注。但由于用途不同，除了提高导电聚合物的性能之外，主要采取复合应用的方法，如PPy-PPA、PTP-PAN、PAn-PET、PPy-PET复合膜，其性能大为提高，导电率可达银、铜之水平，亦拓宽了包装之应用领域（PAN为聚丙烯腈）。

8.纳米包装技术（Nanomaterials for packaging）

纳米技术是20世纪最年轻、最尖端的科学技术，亦是21世纪最有前途的科学技术。

1纳米是10亿分之一米，接近于原子的尺寸大小，这是人们从大到小到微不断追求的最新科技成果。 纳米技术酝酿于七、八十年代，1984年Rustun Roy首先提出纳米材料概念；1988年eier和agel等人先后提出纳米材料的结构理论；1989年，美国IBM公司从技术上实现了纳米图形的构成；1990年日本首先研制成功（可用于包装的）纳米复合材料（PA6/Mt）。

纳米高新技术的问世引起了各国政府的重视。1990年，美国把它列入了1991年开始的“政府关键技术”和“2005年战略技术”；1992年，日本开始了为期10年的“纳米技术开发计划”；1993年，德国提出了“10年重点计划”，纳米技术几乎占了1/6；1995年欧盟提出一份报告，将把纳米技术发展成为“第二大制造业”；1996年世界掀起了“纳米技术热潮”。

1993年，国际纳米技术委员会（INTC）将纳米科学技术分为6大学科：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米工艺学和纳米计量学，以便推进纳米科学技术在全球的系统开发和推广运用。

纳米科学是研究0.1～100纳米（1nm=0.001μm=m）尺度范围内的特殊现象的结晶。它之所以“红火”是其材料具有超级性能，其产品是“超级迷你”型，如微型卫星只有100克重而性能却可与1000公斤者媲美。对于包装而言，纳米技术将使包装发生巨大变革而进入新时代。

1990年，日本宗部兴产公司和丰田中央研究所首先开发成功PA6/Mt（蒙脱石约5%）纳米复合材料，并进行工业规模生产。灾是在蒙脱石（Mt）层间的钠离子同烷基胺进行阳离子交换反应，层间注入单体或聚合物，如擂入ε-已内酰胺后在高温下开环聚合而成。在聚合过程中使排列整齐的Mt层间间隔（厚度约为1.31nm）被打乱并分散到PA6树脂中而形成纳米复合材料。这种方法引起人们的极大关注。1995年、1996年日本两家公司又开发了纳米SiO2、云母等纳米复合材料。

1995年，PET（90%）/LCP（10%）由Superex Polymer公司开发成功，其商品牌号为Vectra A950。在聚合时使用特殊相容剂（dual compatibilizer），液晶聚合物LCP在PET树脂中分散十分微细，形成“微纤维”（fibril）的微观状态，不仅使复合材料强度高而且耐热性、阻隔性较PET要好，适于制造瓶类容器，其经双轴拉伸后的薄膜又是很好的包装材料，符合绿色环保包装要求，因为LCP呈微观“微纤维”状态，所以用10%LCP即可取代PET增强树脂，因为在回收再生PET/GF时，再处理是十分麻烦的问题。

如今已经实用的有SiO2、T1O2、Al2O3、MgO、B2O3、AIN、Y2O3等纳米复合聚合物（主材为PET、PEN、PBT、PTT、POM、PS、PP、PMMA等），根据要求可用于高级包装或其他尖端领域，诸如航空、航天、信息产业、国防工业等部门。

9.绿色包装（Green packages-Degradable）

1972年联合国发表《人类环境宣言》拉开了世界“绿色革命”的帷幕，对于包装界而言，“绿色包装”是二十世纪最大、最震憾人心的“包装革命”。

1975年，德国率先推出有“绿点”（DER GRUNE PUNKT，即产品包装的绿色回收图案）标志的“绿色包装”。在此后的十几年中，“绿色包装”迅速在世界各国发展，地域性和各国标准（如欧共体标准EMAS）先后问世。

1992年6月联合国发表《环境宣言》和《二十一世纪议程》引起了各国政要的注意。鉴于“绿色浪潮”的汹涌澎湃，1993年6月，国际标准化组织（ISO）正式成立了“环保委员会”（TC207），着手制订绿色环保标准，经过3年的努力，第一个环保标准ISO14001于1996年1月正式在全球日用包装施行。

几年来，美国、中国、日本、俄罗斯和西欧等许多国家先后等同采用ISO14001系列环保标准（预计共100个）。

1999年1月，国际标准化组织（ISO）在全球实施绿色环保标志（Envirommental Labelling），迄今已有60多个国家采用，这是全球通用的产品包装抗拉强度、定力伸长、定伸长力值、屈服强度的证明性商标。

对“绿色包装”而言，除了采用绿色标志（EL）外，最具实质性的是开发绿色环保、降解性包装材料，最有发展前景的是生物降解塑料。

全球每年用后废弃的塑料大约6000～8000万吨。为解决这一严峻问题，英国ICI公司在70年代开发了实用的生物降解性ε-羟基丁酸-戊酸共聚物（P3HB/3HV），商品名为Biopol（生解聚合物），之后美国Mohnsanto公司日本分公司亦生产Biopol。

生物降解性塑料发展很快，目前正在实用化的主要有：聚乳酸及其共聚物、聚己内酯、P3HB/3HV/聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚乙二酸丁二醇酯（PBSA）、聚丁二酸丙二醇酯（PBA）、聚己二酸丙二醇酯（PPA）、纤维素酯、纤维素/壳聚糖、淀粉/合成聚合物、以及聚酯共聚物（如降丁二酸丁二醇酯/丙二醇酯）等等。

“有关降解塑料的降解性（可靠性）研究亦进展很快。1985年，美国材料试验协会（ASTM）首先开始研究，1989年，日本成立“降解塑料研究会”亦涉足该领域，随后又制定了国家标准。同时德国亦很关注并亦制定了DIN标准。

1996年起，国际标准化组织（ISO）也制定了同个相关标准：

①ISO14851（水中耗氧法与JIS K6 950一致）；

②ISO14852（水中CO2法）；

③ISO14853（厌氧法）；

④ISO14854；

⑤ISO14855（堆肥 CO2法）等等，用以规范评定降解性，确保绿色塑料的开发生产与推广应用的可靠和真正造福人类。

尽管现在生物降解塑料价格较贵（约为400～800日元/公斤）影响推广应用，但随着科学技术和生产工艺的发展，其价格将会逐渐降低，预计21世纪初期，生物降解塑料将会更大发展。

10.生态包装机械（Eco-machine）

在大大小小、林林总总的包装设备中，最引人注目的当是八、九十年代问世的生态环保型绿色包装设备。

绿色包装设备应具备下列条件：

①节省资源能源，投入少产出高；

②生产工艺清洁化，采用无污染或低污染工艺技术；

③效费比高，在同样材料情况下依靠设备增效；

④生态环保性，例如1997年意大利AMUT公司推出的FPP生产线，可减少20%生态环保费用；

⑤一机多用，生产效率高；

⑥设备自动化，智能化、数字化，如是等等。

1996年，DMT、Bruckner公司推出大规模生产线用于BOPP、BOPET的双向拉伸，幅宽8.5m，速度350m/分以上，年产能力35000吨以上。

1997年，Paul Kiefel公司推出了多层共挤金发科技PP-LGF产品不但具有优良的力学性能吹塑成型设备，采用了新模头，新冷却技术，电脑智能控制，保证了产品的精度和高的效费比。

1997年，为了推广应用PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯），Aoki公司与Shell chemical公司联合开发了PEN专用注拉吹成型设备，生产系列PEN瓶，其特点是性能优于PET瓶，而且一机多用，用途更加广泛。

经过几年的实践考察，茂金属共聚物的性能与应用得到了认可。1999年美国Dow Plastics公司决定把世界上最大的生产乙烯-苯乙烯共聚物的设备正式投产，年产量达32000吨以上。其生产工艺先进清洁，生产活性可达800万倍，效益可观。

由于国际环保标准（ISO14000）的实施和国际绿色标志（EL）的强制应用，世界许多大的公司强强联合，旨在开发新的绿色环保型产品，以占领全球市场。

风向

总而言之，包装是一门边缘性学科，也是综合性工业。在20世纪的100年中，它有成千上万种大大小小的发明及应用，囿于本文字数和

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